Siklus Interuksi
Adapun singkatan dari gambar tersebut diatas :
IAC : Instruction Address Calculation
IF : Instruction Fetch
IOD : Instruction Operation Decoding
OAC : Operand Address Calculation
OF : Operang Fetch
DO : Data Operation
OS : Operand Store
INTERUPSI
Adalah suatu metoda yang di gunakan untuk menyela kerja processor selama beberapa saat.
Interupsi adalah merupakan salah satu cara didalam peningkatan effisiensi kerja dari sistem microprocessor terutama jika microprosesor dihubungkan dengan peralatan yang lambat.
Pada saat terjadi interupsi maka processor akan menghentikan sesaat eksekusi program yang tengah dilaksanakannya dan mencabang ke routine dari interrupt tersebut.
Interrupt adalah merupakan salah satu kunci penting dari effisiensi pada IBM PC yang ada.
Interupsi dapat dikelompokkan menjadi beberapa tipe :
• Hardware Interrupt
Adalah interupsi yang berasal dari perangkat keras sistem
Biasanya ternasuk dalam katagori NMI (Non Maskable Intruupt )
• Software Interrupt yang berasal dari perangkat lunak sistem
Adalah interupsi yang beasal dari perangkat lunak sistem
Biasanya termasuk dalam katagori MI ( Maskable Interrupt )
• Conditional Interrupt
Adalah interupsi yang terjadi karena suatu kondisi sistem yang tidak terpenuhi
Biasanya termasuk dalam MI ( Maskable Interrupt )
Interupsi mempunyai tingkatan tingkatan tertentu didalam sistem yang biasanya dikenal sebagai kelas kelas interupsi atau prioryty interrupt.
Kelas kelas interupsi :
Hardware failure Dibangkitkan oleh kegagalan perangkat keras seperti kegagalan daya atau memory parity error.
I / O Dibangkitkan oleh I/O Processor untuk memberi sinyal penyelesaian normal suatu operasi atau memberi signal berbagai kondisi error.
Timer Dibangkitkan oleh timer didalam processor. Hal ini memungkinkan sistem operasi menjalankan fungsi fungsi tertentu secara reguler.
Program Dibangkitkan dengan berbagai kondisi yang terjadi sebagai hasil dari suatu eksekusi instruksi seperti arithmetic overflow, pembagian dengan nol, usaha untuk mengeksekusi instruksi mesin yang illegal dan referensi keruang memory pengguna yang diperbolehkan.
Interupsi adalah merupakan koordinasi kerja antara sistem microprocessor dan peralatan Input Output.
Suatu perintah I/O terdiri dari :
• Rangkaian instruksi untuk menginisialisasi I/O.
• Perintah perinta I/O atau instruksi yang mengatur kerja I/O I/O Command
• Rangkaian instruksi I/O untuk pelaporan hasil kerja I/O yang menandakan berhasil atau tidaknya operasi I/O
Dengan adanya sistem interupsi tersebut diharapkan effisiensi kerja dari sistem microprocessor akan semakin meningkat karena microprocessor tidak terlibat secara langsung didalam proses I/O.
Multiple Interrupt
Pada sistem yang komplek seperti komputer, interrupt yang ada bukan hanya satu saja tetapi bisa lebih dari satu.
Hal ini dimungkinkan karena pada sistem seperti komputer lebih dari satu fasilitas I/O yang ada.
Setiap I/O mempunyai hierarkhinya sendiri sendiri, atau dengan kata lain setiap I/O dapat saja mempunyai tingkatan tingkatan yang berbeda satu dengan yang lainnya.
Jika terjadi lebih dari interupsi maka pendekatan yang dapat dilakukan pertama kali adalah menetapkan apakah setiap I/O berderajat sama atau tidak.
Untuk itu pada sistem multiple intrrupt dikenal 2 pendekatan dasar :
• Sequential Interrupt Process
• Nested Interrupt Process
Sequential Interrupt Process
• Pada satu saat hanya boleh terjadi 1 interrupt
• Jika lebih dari 1 interrupt terjadi maka interrupt yang pertama kali masuk yang akan dilayani.
• Tidak ada sistem prioritas
• Setiap I/O mempunyai derajat yang sama
• Sistem pada SP adalah FIFO ( First In First Out )
Nested Interrupt Process
• Pada satu saat boleh terjadi lebih dari satu interupsi
• Setiap I/O mempunyai derajat yang berbeda beda
• Setiap I/O mempunyai tingkat prioritasnya masing masing.
• Jika terjadi lebih dari satu interupsi pada satu saat maka akan diperiksa terlebih dahulu prioritas dari setiap interupsi yang masuk tersebut.
• Interupsi yang mempunyai hierarkhi yang lebih tinggi yang akan dieksekusi terlebih dahulu.
• Sistem Pada SP : LIFO ( Last In First Out )
Struktur Interkoneksi
Sebuah komputer terdiri dari sekumpulan komponen komponen dasar seperti : CPU, memori dan I/O, yang saling berinteraksi satu dengan yang lainnya.
Kumpulan lintasan lintasan yang saling menghubungkan berbagai modul modul tersebut dikenal dengan nama struktur interkoneksi.
Struktur interkoneksi harus mendukung jenis transfer perpindahan berikut ini :
• CPU Memori
• CPU I/O
• I/O Memori ( DMA Prses )
Stuktur BUS pada CPU
BUS adalah sarana pengangkut / saluran yang terdapat didalam suatu microprocessor (CPU) yang menghubungkan antara Microprocessor tersebut dengan dunia luar.
Melalui sarana BUS inilah microprocessor tersebut mampu menerima data atau mengirimkan data hasil pengolahannya keluar sistem microprocessor dan mampu untuk menghubungi peralatan peralatan pendukungnya
Pada setiap microprocessor ( CPU ) selalu terdapat 3 sistem BUS dasar yaitu :
• Data BUS
• Address BUS
• Control BUS
Data BUS :
• Sebagai sarana pengangkut data antara CPU dan komponen pendukungnya.
• Jumlah Data Bus menyatakan lebar jejak data pada CPU atau jumlah data bit instruksi yang mampu diambil persatuan waktu.
• Data Bus biasanya digunakan sebagai taksonomi dari microprocessor yang bersangkutan.
Address BUS :
• Sebagai sarana pembawa alamat dari microprocessor ke komponen pendukungnya.
• Setiap komponen pendukung didalam sistem komputer harus mempunyai alamat yang UNIQUE.
• Jumlah dari Address Bus menyatakan jumlah komponen pendukung yang mampu dialamati oleh microprocessor yang bersankutan.
Control BUS :
• Sebagai sarana pembawa signal kontrol antara microprocessor dan peralatan pendukung didalam kesinambungan komunikasi antara bagian pada sistem komputer tersebut.
• Control BUS biasanya meliputi :
Signal Control
Signal pewaktuan
• Control yang umum digunakan pada sistem komputer :
Memory Write ( )
Memory Read ( )
I/O Write ( )
I/O Read ( )
Transfer ACK ( )
Bus Request ( )
Bus Grant ( )
Interrupt Request ( )
Interrupt ACK ( )
Reset ( )
Clock
Pada sistem komunikasi antara processor dengan peralatan I/O terjadi pertukaran sinyal sebelum transfer data dilakukan, fenomena ini disebut sebagai teknik Handshaking.
Contoh proses Handshaking adalah antara sinyal Interrupt Request dan Interrupt ACK.
ARSITEKTUR BUS
Arsitektur pada sistem BUS adalah untuk mengatur bagaimana konektivitas data antara peralatan I/O dengan sistem processor dan memori agar didapat koordinasi kerja dan kecepatan kerja yang lebih baik yang pada akhirnya akan dapat meningkatkan effisiensi sistem.
Apabila banyak terdapat perangkat I /O atau sistem memory yang dihubungkan ke BUS Data maka akan dapat menurunkan kinerja dari sistem keseluruhan, hal ini dikarenakan :
• Timbulnya propogasi delay
• Timbulnya permasalahan Bottleneck
Untuk mengatasi permasalahan tersebut maka dibuatlah beberapa arsitektur Bus dasar dengan tujuan untuk meningkatkan effisiensi sistem.
Pada arsitektur Bus Traditional, Bus dibedakan :
• System Bus untuk data data yang berhubungan sistem memory
• Expansion Bus untuk data data yang berhubungan dengan peralatan I/O
• System Local Bus untuk data yang berhubungan dengan sistem pemrosesan data.
Pada arsitektur High Speed Bus, Bus dibedakan :
• Expansion Bus untuk data data yang berhubungan dengan peralatan I/O yang lambat.
• High Speed Bus untuk data data yang berhubungan dengan peralatan I/O yang cepat.
• System Bus untuk data data yang berhubungan dengan sistem memory.
• System Local Bus untuk data data yang berhubungan dengan pemrosesan data.
Elemen – elemen pada sistem perancangan Bus :
• Jenis Bus
Decicated
Multiplexed
• Metoda arbitrasi
Tersentralisasi
Terdistribusi
• Timing
Synchronous
Asynchronous
• Lebar Bus
Address
Data
• Type data transfer
Write
Read
Read modify write
Read after write
Block
Internal Memory
Memory pada sistem komputer dapat dibedakan menjadi :
• Internal memory
• Eksternal memory
Memory digunakan untuk menyimpan data atau program yang akan diproses oleh processor. Berdasarkan sifat dari data tersebut yang berhubungan dengan pemrosesan maka dapat di katagorikan :
• Data yang sedang diproses
• Data yang akan diproses
• Data yang belum diproses
Karakteristik penting dari sistem memory yang digunakan pada sistem komputer adalah :
• Lokasi
Processor
Internal (Main)
External (Secondary)
• Kapasitas
Ukuran Word ( Word size )
Jumlah Word
• Satuan Transfer
Word
Block
• Metoda akses
Sequential
Direct
Random
Assosiative
• Kinerja
Access Time
Cycle Time
Transfer Rate
• Type fisik
Semikonduktor
Magnetic
Optical
• Karakteristik fisik
Volatile / Non Volatile
Erasable / Non Erasable
Tiga konsep Unit of Transfer yang saling berhubungan bagi internal memori :
• Word
Ukuran word biasanya sama dengan jumlah bit yang digunakan untuk merepresentasikan bilangan dan panjang instruksi.
• Addressable Units
Pada sejumlah sistem, addressable unit adalah word. Namum terdapat sistem yang mengijinkan pengalamatan pada tingkat byte.
• Unit Of Transfer
Satuan ini merupakan jumlah bit yang dibaca atau yang dituliskan kedalam memory pada suatu saat. Satuan transfer tidak perlu sama dengan word atau addressable unit. Bagi external memory seringkali data ditransfer dalam jumlah yang jauh lebih besar dari word dan hal ini dikenal sebagai block.
Hierarkhi Memory
Spektrum dari teknologi didalam sistem memory :
• Semakin kecil waktu akses, semakin besar harga perbit
• Semakin besar kapasitas, semakin kecil harga perbit
• Semakin besar kapasitas, semakin lama waktu akses
Dari gambar dibawah ini, jika kita bergerak turun dari atas ke bawah maka akan didapat :
• Penurunan harga perbit
• Peningkatan kapasitas
• Peningkatan waktu akses ( waktu akses yang semakin lama )
• Penurunan frekwensi akses memory oleh CPU
Tipe tipe memory Semikonduktor :
• RAM (Random Access Memory )
Static RAM
Dinamic RAM
• ROM ( Read Only Memory )
Mask ROM programmed by factory
PROM ( Programmable ROM ) programmed by user
Erasable PROM ( EPROM ) UV Light ; Chip Level
Electrically Erasable PROM Electrical ; Byte Level
Flash ROM Electrical ; Block Level
Random Access Memory
Merupakan memory Baca Tulis dimana isi dari RAM dapat diupdate setiap saat dan bersifat volatile serta digunakan data / instruksi selama pemrosesan berlangsung.
Dinamic RAM :
Terbuat dari bahan kapasitif
Memerlukan daya operasional yang relatif kecil
Kerapatan perkeping IC yang besar
Memerlukan rangkaian Refresh
Harga lebih murah
Effisien untuk sistem sistem besar
Kecepatan proses yang relatif lambat dibanding RAM Static
Static RAM :
• Terbuat dari sistem transistor bipolar
• Memerlukan daya operasional yang relatif besar
• Tidak memerlukan rangkaian Refresh, karena sifat dari transistor.
• Kerapatan perkeping IC yang sedikit ( kecil )
• Harga lebih mahal
• Kecepatan proses yang tinggi
• Effisien untuk sistem sistem kecil dan sistem yang memerlukan kecepatan pemrosesan yang tinggi.
Read Only Memory :
ROM adalah memory yang berisi program yang bersifat tetap / tidak berubah sepanjang sistem yang digunakan memungkinkan.
Aplikasi penting dari ROM meliputi :
• Microprogramming
• Library subroutine bagi fungsi – fungsi yang sering diperlukan
• Program program sistem
• Tabel tabel fungsi
Sebelum operasi dari sistem komputer diaktifkan maka isi dari ROM akan di-load terlebih dahulu ke dalam RAM POST ( Power On Self Test )
Permasalahan yang ada pada sistem ROM :
Langkah penyisipan data memerlukan biaya tetap yang tinggi
Tidak boleh terjadi kesalahan sekecil apapun. Apabila ternyata dijumpai kesalahan pada satu bitnya maka ROM tersebut tidak dapat digunakan.
Untuk mengatasi hal tersebut diatas maka dibuatlah ROM yang dapat diprogram dan dihapus seperti halnya RAM.
Tiga macam Read mostly memory :
• EPROM ( Erasable Programmable Read Only Memory )
• EEPROM ( Electrically Erasable Programmable Read Only Memory )
• Flash ROM / Flash Memory
Organisasi Memory :
Elemen dasar dari sebuah memory semikonduktor adalah sel memory.
• Seluruh sel memory memiliki sifat sifat tertentu :
• Sel memory memiliki dua keadaan stabil atau tidak stabil yang dapat digunakan untuk merepresentasikan bilangan biner 0 dan 1.
• Sel memory mempunyai kemampuan untuk ditulisi untuk menyetel keadaan
• Sel memory mempunyai kemampuan untuk dibaca untuk merasakan keadaan.
Tanpa sengaja, sebuah penggalian menemukan barang-barang dari masa lalu yang memang sengaja dikubur untuk ditemukan orang-orang di masa yang akan datang. Salah satu dari hasil temuan itu adalah deretan angka yang dibuat oleh seorang anak lima puluh tahun yang silam. Semula deretan angka itu terlihat seperti deretan angka acak namun ternyata di balik deretan angka itu tersimpan sebuah misteri.
